Проспективная переоценка связи между провоспалительными факторами и прогнозом после операции на сердце с искусственным кровообращением

Цель. Повышенные уровни провоспалительных факторов в плазме крови связаны с худшим прогнозом после операции на сердце с искусственным кровообращением, однако вмешательства, направленные на снижение их уровня, не смогли улучшить прогноз пациентов. Поэтому мы исследовали, связаны ли уровни провоспалительных факторов с прогнозом у пациентов после операции на клапанах сердца с искусственным кровообращением.
Материал и методы. 244 пациента были проспективно включены в наблюдательное исследование. Уровни фактора некроза опухоли (ФНО)-α, интерлейкина-8 и нейтрофильной эластазы измерялись один раз до и несколько раз после искусственного кровообращения. Уровни сравнивались между пациентами с наличием и отсутствием неблагоприятных событий во время госпитализации, и между пациентами, у которых регистрировались или не регистрировались серьезные неблагоприятные сердечные или цереброваскулярные события (MACCE) в течение трехлетнего наблюдения.
Результаты. Из 244 пациентов, включенных в исследование, неблагоприятные события во время госпитализации произошли у 38 больных (15,6%); из 237 пациентов, завершивших наблюдение, MACCE произошли в 30 случаях (12,7%). Хирургическое вмешательство привело к значительному повышению уровней всех трех провоспалительных факторов, при этом уровни возвращались к исходному, регистрировавшемуся до шунтирования, - по прибытии в отделение интенсивной терапии - ФНО-α, через 4 часа после прибытия - интерлейкин-8, или через 20 часов после прибытия - нейтрофильная эластаза. Однако уровни всех трех факторов до и после шунтирования существенно не различались между пациентами, у которых регистрировались и не регистрировались неблагоприятные события во время госпитализации или MACCE во время последующего наблюдения.
Выводы. Уровни ФНО-α, интерлейкина-8 и нейтрофильной эластазы могут не быть связаны с плохим прогнозом после сердечно-легочного шунтирования. Это может помочь объяснить, почему стратегии «очистки цитокинов» не улучшают клинические результаты после операции на сердце с использованием искусственного кровообращения.

1. Squiccimarro E, Labriola C, Malvindi PG, Margari V, Guida P, Visicchio G et al. Prevalence and Clinical Impact of Systemic Inflammatory Reaction After Cardiac Surgery. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2019;33(6):1682–90. DOI: 10.1053/j.jvca.2019.01.043

2. MacCallum NS, Finney SJ, Gordon SE, Quinlan GJ, Evans TW. Modified Criteria for the Systemic Inflammatory Response Syndrome Improves Their Utility Following Cardiac Surgery. Chest. 2014;145(6):1197–203. DOI: 10.1378/chest.13-1023

3. Warren OJ, Watret AL, De Wit KL, Alexiou C, Vincent C, Darzi AW et al. The Inflammatory Response to Cardiopulmonary Bypass: Part 2–Anti-Inflammatory Therapeutic Strategies. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2009;23(3):384–93. DOI: 10.1053/j.jvca.2008.09.007

4. Warren OJ, Smith AJ, Alexiou C, Rogers PLB, Jawad N, Vincent C et al. The Inflammatory Response to Cardiopulmonary Bypass: Part 1–Mechanisms of Pathogenesis. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2009;23(2):223–31. DOI: 10.1053/j.jvca.2008.08.007

5. Gao M, Xie B, Gu C, Li H, Zhang F, Yu Y. Targeting the proinflammatory cytokine tumor necrosis factor-α to alleviate cardiopulmonary bypass-induced lung injury (Review). Molecular Medicine Reports. 2015;11(4):2373–8. DOI: 10.3892/mmr.2014.3050

6. Ayıkgöz Y, Salih Aydın M, Kankılıç N, Temiz E. Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), tumor necrosis factor alpha protein (TNF-α), heme oxygenase-1 (HO-1) gene expressions during cardiopulmonary bypass. Gene. 2021;790:145690. DOI: 10.1016/j.gene.2021.145690

7. Trop S, Marshall JC, Mazer CD, Gupta M, Dumont DJ, Bourdeau A et al. Perioperative cardiovascular system failure in South Asians undergoing cardiopulmonary bypass is associated with prolonged inflammation and increased Toll-like receptor signaling in inflammatory monocytes. Journal of Surgical Research. 2014;187(1):43–52. DOI: 10.1016/j.jss.2013.09.035

8. Zhao P, Lieu T, Barlow N, Sostegni S, Haerteis S, Korbmacher C et al. Neutrophil Elastase Activates Protease-activated Receptor-2 (PAR2) and Transient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4) to Cause Inflammation and Pain. Journal of Biological Chemistry. 2015;290(22):13875–87. DOI: 10.1074/jbc.M115.642736

9. Kotani N, Hashimoto H, Sessler DI, Muraoka M, Wang J-S, O’Connor MF et al. Neutrophil Number and Interleukin-8 and Elastase Concentrations in Bronchoalveolar Lavage Fluid Correlate with Decreased Arterial Oxygenation After Cardiopulmonary Bypass. Anesthesia & Analgesia. 2000;90(5):1046–51. DOI: 10.1097/00000539-200005000-00009

10. Jarczak D, Nierhaus A. Cytokine Storm–Definition, Causes, and Implications. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(19):11740. DOI: 10.3390/ijms231911740

11. Becker S, Lang H, Vollmer Barbosa C, Tian Z, Melk A, Schmidt BMW. Efficacy of CytoSorb®: a systematic review and meta-analysis. Critical Care. 2023;27(1):215. DOI: 10.1186/s13054-023-04492-9

12. Liu M-H, Yu H, Zhou R-H. Application of Adsorptive Blood Purification Techniques during Cardiopulmonary Bypass in Cardiac Surgery. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2022;2022:6584631. DOI: 10.1155/2022/6584631

13. Magoon R, Loona M, Kaur Kohli J, Kashav R. Cytokine Adsorption in Cardiac Surgery: where do we stand? Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery. 2020;35(3):XV–XVI. DOI: 10.21470/1678-9741-2019-0480

14. Baumann A, Buchwald D, Annecke T, Hellmich M, Zahn PK, Hohn A. RECCAS - REmoval of Cytokines during CArdiac Surgery: study protocol for a randomised controlled trial. Trials. 2016;17(1):137. DOI: 10.1186/s13063-016-1265-9

15. Garau I, März A, Sehner S, Reuter DA, Reichenspurner H, Zöllner C et al. Hemadsorption during cardiopulmonary bypass reduces interleukin 8 and tumor necrosis factor α serum levels in cardiac surgery: a randomized controlled trial. Minerva Anestesiologica. 2019;85(7):715–23. DOI: 10.23736/S0375-9393.18.12898-7

16. Liu C, Yang Y, Du L, Chen S, Zhang J, Zhang C et al. Platelet-leukocyte aggregate is associated with adverse events after surgical intervention for rheumatic heart disease. Scientific Reports. 2019;9(1):13069. DOI: 10.1038/s41598-019-49253-3

17. Yang S, Huang X, Liao J, Li Q, Chen S, Liu C et al. Platelet-leukocyte aggregates – a predictor for acute kidney injury after cardiac surgery. Renal Failure. 2021;43(1):1155–62. DOI: 10.1080/0886022X.2021.1948864

18. Khalil AA, Hall JC, Aziz FA, Price P. Tumour necrosis factor: implications for surgical patients. ANZ Journal of Surgery. 2006;76(11):1010–6. DOI: 10.1111/j.1445-2197.2006.03921.x

19. Neuschäfer-Rube F, Pathe-Neuschäfer-Rube A, Hippenstiel S, Püschel GP. PGE2 enhanced TNFα-mediated IL-8 induction in monocytic cell lines and PBMC. Cytokine. 2019;113:105–16. DOI: 10.1016/j.cyto.2018.06.020

20. Ghasemi H, Ghazanfari T, Yaraee R, Faghihzadeh S, Hassan ZM. Roles of IL-8 in Ocular Inflammations: A Review. Ocular Immunology and Inflammation. 2011;19(6):401–12. DOI: 10.3109/09273948.2011.618902

21. Márquez EJ, Chung C, Marches R, Rossi RJ, Nehar-Belaid D, Eroglu A et al. Sexual-dimorphism in human immune system aging. Nature Communications. 2020;11(1):751. DOI: 10.1038/s41467-020-14396-9

22. Huang Z, Chen B, Liu X, Li H, Xie L, Gao Y et al. Effects of sex and aging on the immune cell landscape as assessed by single-cell transcriptomic analysis. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021;118(33):e2023216118. DOI: 10.1073/pnas.2023216118